CC BY
28УДК:617.735-02:616.379-008.64+617.764:616.15+577.175.852
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНГИОТЕНЗИНА II В СЛЕЗНОЙ ЖИДКОСТИ И СЫВОРОТКЕ КРОВИ У БОЛЬНЫХ С ДИАБЕТИЧЕСКОЙ
РЕТИНОПАТИЕЙ
Нероев В. В., Чеснокова Н. Б., Охоцимская Т. Д., Павленко Т. А., Безнос О. В., Фадеева В. А., Стручкова С. В.
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава России, 105062, ул. Садовая-Черногрязская, 14/19, Москва, Россия Для корреспонденции: Охоцимская Т. Д., кандидат медицинских наук, врач отделения патологии сетчатки и зрительного нерва ФГБУ «НМИЦ глазных болезней им. Гельмгольца», Москва, Россия, e-mail: [email protected]
For correspondence: Okhotsimskaya Tatiana, PhD, doctor-ophthalmologist of the retina and optic nerve pathology department of Moscow Helmholtz Research Institute of Eye Diseases, Moscow, Russia, e-mail: [email protected]
Information about authors: Neroev V. V., http://orcid.org/0000-0002-8480-0894 Chesnokova N. B., https://orcid.org/0000-0002-7856-8005 Okhotsimskaya T. D., http://orcid.org/0000-0003-1121-4314 Pavlenko T. A., https://orcid.org/0000-0001-8032-4248 Beznos O. V., https://orcid.org/0000-0001-7557-4955 Fadeeva V. A., http://orcid.org/0000-0003-4460-2620 Struchkova S. V., http://orcid.org/0000-0003-4480-1953
РЕЗЮМЕ
Ренин-ангиотензиновая система (РАС) - важнейшая регуляторная система организма, принимает участие в поддержании артериального давления и гомеостаза. Основным эффектором РАС является ангиотензин II (АТ2). Действие этого фактора не только системное, но и тканевое - регуляция роста сосудистых гладкомышечных клеток, индукция факторов роста. Локальная РАС играет важную роль в развитии диабетических микрососудистых осложнений, в том числе и диабетической ретинопатии (ДР). Целью работы было определить концентрации АТ2 в сыворотке крови (СК) и слезной жидкости (СЖ) у пациентов с ДР. В исследование включены 27 пациентов (54 глаза) с пролиферативной ДР. Группу контроля составили 8 практически здоровых лиц (16 глаз), сопоставимых по полу и возрасту с основной группой. Концентрацию АТ2 определяли методом ELISA с помощью наборов для ИФА. В группе контроля концентрация АТ2 в СК составила 9,7±5,2 пг/мл, в СЖ - 12,2±6,4 пг/мл. У больных с ДР концентрация АТ2 оказалась значительно выше контрольных значений, и составила 87,2±18,4 пг/мл в СК и 89,3±26,6 пг/ мл в СЖ, что было в среднем в 8 раз выше контрольных значений (p<0,05). Таким образом, наша работа показала значимое, статистически достоверное, повышение концентрации главного эффектора РАС -АТ2 в СК и СЖ у пациентов с ДР, что подтверждает активное участие РАС в развитии ДР. Полученные результаты могут явиться предпосылкой для использования препаратов, блокирующих активность РАС, в комплексном лечении пациентов с ДР. Кроме того, в исследовании использовали доступные для получения биологические жидкости - слезную жидкость и кровь. Повышение концентрации АТ2 в СК и СЖ можно рассматривать как новые диагностические критерии ДР.
Ключевые слова: диабетическая ретинопатия; ренин-ангиотензиновая система; ангиотензин 2; слезная жидкость.
ANGIOTENSIN II IN TEAR FLUID AND SERUM IN PATIENTS WITH DIABETIC RETINOPATHY
Neroev V. V., Chesnokova N. B., Okhotsimskaya T. D., Pavlenko T. A., Beznos O. V., Fadeeva V. A., Struchkova S. V.
Moscow Helmholtz Research Institute of Eye Diseases, Moscow, Russia
SUMMARY
Angiotensin 2 (AT2) is the main component of renin-angiotensin system (RAS) - important regulatory systems, wich involved in maintaining of blood pressure and homeostasis. AT2 has not only systemic, but also tissue effects - regulation of vascular smooth muscle cells growth, induction of growth factors. Local RAS plays an important role in the development of diabetic microvascular complications, including diabetic retinopathy (DR). Aim. To study concentration of AT2 in the blood and tears of DR patients. The study included 27 patients (54 eyes) with proliferative DR. The control group consisted of 8 healthy individuals (16 eyes). Group were matched by sex and age. The concentration of AT2 was determined by ELISA. In control group AT2 blood concentration was 9.7 ± 5.2 pg/ml, tears concentration - 12.2 ± 6.4 pg/ml. AT2 concentration in DR patients with was significantly higher than the control values. It amounted 87.2 ± 18.4 pg / ml in blood and 89.3 ± 26.6 pg / ml in tears. This was on the average 8 times higher than the control values (p <0.05). Statistically significant increase of AT2 blood and tears concentration in DR patients confirms active participation of RAS in DR development. The obtained results justify application of RAS activity blocking drugs in DR treatment. Identification of AT2 in such easy to obtain biological fluids as tears and blood, allows us to consider these indicators as new diagnostic criteria of DR.
Key words: Diabetic retinopathy; renin-angiotensin system; angiotensin 2; tear fluid.
2019, том 22, № 3
Ренин-ангиотензиновая система (РАС) является одной из важнейших регуляторных систем организма, принимает участие в поддержании артериального давления и гомеостаза [1]. Основным эффектором РАС является ангиотензин II (АТ2). Действие этого пептида многофакторно [2]. Помимо того, что АТ2 является важным мультифунк-циональным компонентом в сердечно-сосудистом гомеостазе, он действует и на тканевом уровне - регулирует рост сосудистых гладкомышечных клеток, стимулирует индукцию факторов роста. Воздействие АТ2 осуществляется через 2 типа рецепторов - 1 и 2 типа. АТ2-рецепторы 1 типа расположены в большинстве тканей взрослого организма и являются основными для АТ2 [3]. Они обуславливают такие процессы, как выработка альдостерона, задержка натрия, вазоконстрикция, развитие фиброза, гипертрофии и воспалительных процессов. АТ2-рецепторы 2 типа являются антагонистами АТ2-рецепторов 1 типа и способствуют процессам репарации и регенерации, выступая в роли тканевых протекторов [4].
Существование тканевых локальных РАС в различных органах и тканях, независимых от системной (циркуляторной) РАС, было описано еще в 90-х годах прошлого столетия [5]. На тканевом уровне компоненты РАС влияют на проницаемость клеточных мембран, деление клеток и синтез соединительной ткани. Установлено участие РАС в развитии воспаления, окислительного стресса, ан-гиогенеза, апоптоза и других метаболических процессов [6].
В 1996 году в глазу человека была обнаружена локальная глазная РАС и все ее основные компоненты [7]. АТ2-рецепторы экспрессируются в кровеносных сосудах сетчатки и могут играть роль регулятора глазной микроциркуляции. АТ2-рецепторы 1 типа локализованы в слое ганглиоз-ных клеток и внутреннем ядерном слое сетчатки. Антагонизм АТ2-рецепторов 1 типа в первичных культурах эндотелиальных клеток и перицитов бычьей сетчатки блокирует экспрессию гена АТ2 [8; 9].
Научные исследования показали, что РАС играет роль в развитии диабетических микрососудистых осложнений, в том числе и диабетической ретинопатии (ДР) [10]. Повышенная экспрессия компонентов РАС выявлена в системном кровотоке и в глазах пациентов с сахарным диабетом (СД) и ДР [11]. По данным ряда авторов интраокулярные и сывороточные уровни АТ2, проренина и ангио-тензин-превращающего фермента АПФ коррелируют с тяжестью ДР [12]. В работах Бипа1зи Н е! а1. было выявлено значимо большее содержание ренина, проренина и АТ2 в витреальной жидкости у больных с диабетическим макулярным отеком (ДМО) и активной пролиферативной ДР (ПДР),
которым проводилась витрэктомия, чем у лиц контрольной группы без СД и ДР [13]. Однако работ, посвященных определению АТ2 в слезной жидкости (СЖ) у пациентов с ДР мы не обнаружили.
Целью настоящей работы явилось определение концентрации АТ2 в сыворотке крови и слезной жидкости у пациентов с ДР.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В проспективное моноцентровое контролируемое не рандомизированное исследование включены 27 пациентов (54 глаза). Средний возраст пациентов основной группы составил 58,3±10,3 лет. СД I типа отмечался у 11% пациентов, СД II типа - у 89%. Средняя продолжительность СД составила 16,4±6,5 лет. У всех пациентов диагностирована ПДР. Группу контроля составили 8 практически здоровых лиц (16 глаз) в возрасте 55,4±8,6 лет.
Всем пациентам проводилось стандартное офтальмологическое обследование, включающее в себя: визометрию, пневмотонометрию, биомикроскопию переднего отрезка глаза, биомикрооф-тальмоскопию глазного дна с широким зрачком, по показаниям проводились флюоресцентная ангиография и оптическая когерентная томография. У пациентов также определяли в сыворотке крови (СК) содержание глюкозы, гликированного гемоглобина и холестерина. Критериями исключения являлись уровень глюкозы выше 9 ммоль/л, гли-кированного гемоглобина - выше 8%, холестерина - выше 6,5 ммоль/л, а также прием ингибиторов АПФ и антагонистов рецепторов ангиотензина II (АТ1-подтип).
СЖ собирали утром до закапывания лекарственных препаратов с помощью стерильного капилляра объемом 40 мкл. Забор крови проводили из локтевой вены, измерения проводили в СК. Полученный материал хранили при температуре -20°С.
Концентрацию АТ2 определяли в элюате СЖ и в СК методом ELISA с помощью наборов для ИФА («RayBiothech, Inc», США) на фотометре для микропланшета Synergy MX (BioTek, США).
Статистический анализ производили при помощи пакета прикладных программ Microsoft Office Excel 2011 для ОС Windows, а также статистического пакета «STATISTICA 10.0» (Stat Soft Inc., США). Значения непрерывных величин представлены в виде M±m, где M - выборочное среднее арифметическое, m - стандартная ошибка среднего. В случаях нормального распределения для сравнения выборок использовали t-критерий Стьюдента. В случае распределений, не соответствующих нормальному закону, использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни. Различия считали достоверными при p<0,05 вероятности безошибочного суждения.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Концентрация АТ2 в СЖ и в СК представлена на рис. 1. У лиц контрольной группы концентрация АТ2 в СК составила 9,7±5,2 пг/мл, в СЖ - 12,2±6,4 пг/мл. Разница между концентрацией АТ2 в СК и СЖ была несущественна.
У больных с ДР концентрация АТ2 оказалась значительно выше контрольных значений. В СК концентрация АТ2 составила 87,2±18,4 пг/мл , что было в 8,9 раз выше контрольных значений (р<0,05). В СЖ у пациентов с ДР также была выявлена высокая концентрация АТ2 - 89,3±26,6 пг/мл, что было в 7,3 раза выше контрольных значений (р<0,05).
Полученные нами данные подтверждают концепцию о важной роли РАС в патогенезе ДР. Для изучения был выбран АТ2 - ключевой эффектор РАС. Наша работа показала существенное повышение концентрации АТ2 в СК и СЖ у пациентов с ДР по сравнению с группой контроля, что доказывает важную роль данного пептида в развитии ДР.
В литературе есть данные о возможной взаимосвязи VEGF, компонентов РАС и пролифератив-ных процессов в глазу (рис 2). В работе Ikhapoh I. et al авторы показали, что повышение уровня АТ2 приводит к повышению экспрессии сосудистого эндотелиального фактора роста - VEGF (vascular endothelial growth factor) - основного агента, отвечающего за неоангиогенез и сосудистую проницаемость [14]. Выявлены корреляции между повышенными концентрациями АТ2 и VEGF в ви-треальной жидкости больных СД [15]. Высказано предположение, что АТ2 выступает в качестве первичной эффекторной молекулы при неоваскуляри-зации сетчатки, воздействуя через АТ2-рецепторы или цитокины [16]. По данным ряда авторов АТ2, помимо VEGF, регулирует индукцию нескольких аутокринных факторов роста, таких как фактор роста тромбоцитов (PDGF), трансформирующий фактор роста-в (TGF-в), основной фактор роста фибробластов (bFGF) и инсулиноподобный фактор роста I (IGF I) [17].
Концентрация АТ2, пг/мл
100 90 SO 70 60 50 <Ю 30 20 10 О
1
СЖ (п=5Ф) | СК (п=27) Пациенты с ДР сж (п=1б) ск(п=а) Контрольная группа
Рисунок 1. Концентрация АТ2 в сыворотке крови и слезной жидкости у пациентов с диабетической
ретинопатией и в группе контроля.
Ренав-англотензивовая система и ДР
Рисунок 2.Роль ренин-ангиотензиновой системы (РАС) в патогенезе диабетической ретинопатии (ДР).
Взаимодействие РАС и VEGF.
2019, том 22, № 3
Можно предположить, что адресное воздействие на АТ2, уменьшение его концентрации, приведет к снижению активности пролиферативных процессов. Таким образом, АТ2 может рассматриваться как потенциальная мишень для проведения патогенетически ориентированной терапии ДР. В крупных клинических исследованиях EUCLID и DIRECT [18; 19; 20; 21; 22] рассматривалось воздействие препаратов, блокирующих активность РАС, на течение ДР, однако полученные клинические результаты были не столь оптимистичны, как можно было предполагать. Вероятно, это связано с системным назначением препаратов, особенностями их фармакокинетики и фармакодинамики. Можно предположить, что более перспективным методом лечения является назначение препаратов, блокирующих активность РАС, местно, однако подобные исследования на настоящий момент не проводились, данный вопрос требует дальнейшего изучения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, в нашей работе показано значимое, статистически достоверное повышение концентрации главного эффектора РАС -АТ2 в СК и СЖ у пациентов с ДР, что подтверждает активное участие РАС в патогенезе ДР. Полученные результаты могут явиться предпосылкой для использования препаратов, блокирующих активность РАС, в комплексном лечении пациентов с ДР. Кроме того, в исследовании использовали доступные для получения биологические жидкости - слезную жидкость и кровь. Повышение концентрации АТ2 в СК и СЖ можно рассматривать как новые диагностические критерии ДР.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interest. The authors have no conflict of interests to declare.
ЛИТЕРАТУРА
1. Steven A Atlas. The Renin-Angiotensin Aldosterone System: Pathophysiological Role and Pharmacologic Inhibition. JMCP. 2007;13(8):9-20. doi: 10.18553/jmcp.2007.13.s8-b.9
2. Ola MS, Alhomida AS, Ferrario CM et al. Role of Tissue Renin-angiotensin System and the Chymase/ angiotensin-(1-12) Axis in the Pathogenesis of Diabetic Retinopathy. Curr Med Chem. 2017;24(28):3104-3114. doi: 10.2174/0929867324666170407141955
3. Busse LW, Wang XS, Chalikonda DM at al. Clinical Experience With IV Angiotensin II Administration: A Systematic Review of Safety. Crit Care Med. 2017;45(8):1285-1294. doi: 10.1097/ CCM.0000000000002441
4. White AJ, Cheruvu SC, Sarris M, at al. Expression of classical components of the renin-
angiotensin system in the human eye. J Renin Angiotensin Aldosterone Syst. 2015;16(1):59-66. doi: 10.1177/1470320314549791
5. Lee SH, Fujioka S, Takahashi R. at al. Angiotensin II-Induced Oxidative Stress in Human Endothelial Cells: Modification of Cellular Molecules through Lipid Peroxidation. Chem Res Toxicol. 2019;8(2):7-14. doi: 10.1021/acs.chemrestox.9b00110
6. Danser AHJ., Derkx FH, Admiraal PJJ et al. Angiotensin levels in the eye. Invest Ophtalmol Vis Sci. 1994;35:1008-1018
7. Choudhary R, Kapoor MS, Singh A , at al. Therapeutic targets of renin-angiotensin system in ocular disorders. J Curr Ophthalmol. 2016;29(1):7-16. doi: 10.1016/j.joco.2016.09.009
8. Wagner J, Danser AHJ., Derkx FH et al. Demonstration of renin mRNA, angiotensinogen mRNA, and angiotensin converting enzyme mRNA expression in the human eye: evidence for an intraocular renin-angiotensin system. Br. J. Ophthalmol. 1996; 80:159-163.
9. Vaajanen A, Kalesnykas G, Vapaatalo H et al. The expression of Mas-receptor of the renin-angiotensin system in the human eye. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2015;253(7):1053-9. doi: 10.1007/s00417-015-2952-z
10. Mahajan N, Arora P, Sandhir R. Perturbed Biochemical Pathways and Associated Oxidative Stress Lead to Vascular Dysfunctions in Diabetic Retinopathy. Oxid Med Cell Longev. 2019;8458-472. doi: 10.1155/2019/8458472
11. Liu TT, Hao Q, Zhang Y et al. Effects of microRNA-133b on retinal vascular endothelial cell proliferation and apoptosis through angiotensinogen-mediated angiotensin II- extracellular signal-regulated kinase 1/2 signalling pathway in rats with diabetic retinopathy. Acta Ophthalmol. 2018;96(5):e626-e635. doi: 10.1111/aos.13715
12. Liu HN, Li X, Wu N et al. Serum microRNA-221 as a biomarker for diabetic retinopathy in patients associated with type 2 diabetes. Int J Ophthalmol. 2018;11(12):1889-1894. doi: 10.18240/ ijo.2018.12.02
13. Funatsu H, Yamashita H, Noma H et al. Risk evaluation of outcome of vitreous surgery for proliferative diabetic retinopathy based on vitreous level of vascular endothelial growth factor and angiotensin II. Br J Ophthalmol. 2004;88(8):1064-8. doi: 10.1136/bjo.2003.032656
14. Ikhapoh IA, Pelham CJ, Agrawal DK et al. Synergistic effect of angiotensin II on vascular endothelial growth factor-A-mediated differentiation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells into endothelial cells. Stem Cell Res Ther. 2015;6(6):4. doi: 0.1186/scrt538
15. Qian X, Lin L, Zong Y et al. Shifts in renin-angiotensin system components, angiogenesis, and
oxidative stress-related protein expression in the lamina cribrosa region of streptozotocin-induced diabetic mice. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2018;256(3):525-534. doi: 10.1007/s00417-017-3866-8
16. Nath M, Chandra P, Halder N. at al. Involvement of Renin-Angiotensin System in Retinopathy of Prematurity - A Possible Target for Therapeutic Intervention. PLoS One. 2016;11(12):e0168809. doi: 10.1371/journal.pone.0168809
17. Santos RAS1, Oudit GY2, Verano-Braga T. at al. The renin-angiotensin system: going beyond the classical paradigms. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2019;316(5):H958-H970. doi: 10.1152/ ajpheart.00723.2018
18. Chaturvedi N, Sjolie AK, Stephenson JM, et al. Effect of lisinopril on progression of retinopathy in normotensive people with type 1 diabetes: the EUCLID Study Group—EURODIAB Controlled Trial of Lisinopril in Insulin-Dependent Diabetes Mellitus. Lancet. 1997;351:28-31
19. Klein R, Porta M, Orchard T, Fuller J, Parving HH, Bilous R, Chaturvedi N: for the DIRECT Programme Study Group: Effect of candesartan on progression and regression of retinopathy in type 2 diabetes (DIRECT-Protect 2): a randomised placebo-controlled trial. Lancet 2008;372:1385-1393. doi: 10.1016/S0140-6736(08)61411-7
20. Wang B, Wang F, Zhang Y, at al. Effects of RAS inhibitors on diabetic retinopathy: a systematic review and meta-analysis. Lancet Diabetes Endocrinol. 2015;3(4):263-74. doi: 10.1016/S2213-8587(14)70256-6
21. Behl T, Kotwani A. Potential of angiotensin II receptor blockers in the treatment of diabetic retinopathy. Life Sci. 2017;176:1-9. doi: 10.1016/j. lfs.2017.03.020
22. Choudhary R, Kapoor MS, Singh A at al. Therapeutic targets of renin-angiotensin system in ocular disorders. J Curr Ophthalmol. 2016;29(1):7-16. doi: 10.1016/j.joco.2016.09.009
